Concetto di massa d'aria

Mentre possiamo essere d'accordo abbastanza facilmente sulla nozione di "aria", nella misura in cui tutti accettano senza lamentarsi che nessun gas ha quel nome ma che è un composto, la nozione di "massa" è - almeno in questo contesto - piuttosto poco chiara. In fisica, la massa si usa per determinare la quantità di materia che compone un corpo, ma nel linguaggio comune si usa per definire una quantità più o meno grande, senza specificare ulteriormente.

Così, sarebbe interessante (ma non lo faremo) far valutare a un campione di lettori la scala spaziale che attribuirebbero a una "massa d'aria": la scala di un comune, un distretto, un cantone, un paese, un continente, o anche di più?

Ma arriviamo al punto. In meteorologia, una massa d'aria è definita come una porzione di atmosfera che ha caratteristiche simili e può quindi essere considerata omogenea: stesso punto di rugiada, stessa temperatura, stessa struttura verticale, stessa altezza della tropopausa, ecc.

Affinché una porzione di atmosfera diventi omogenea e acquisisca caratteristiche simili, ci vuole un certo tempo e, soprattutto, deve essere lasciata in pace! Ora, quali sono le regioni atmosferiche dove l'atmosfera è meno sollecitata? Direte: gli anticicloni! Ebbene, gli anticicloni sono sempre molto vasti; c'è una ragione fisica e matematica, che tuttavia non tratteremo in questo approfondimento.

È quindi all'interno degli anticicloni che le masse d'aria acquisiscono le loro caratteristiche, e questo su aree molto ampie, su scala continentale. Gli anticicloni denominati "dinamici" si formano dove l'aria è forzata a scendere per motivi legati alla circolazione generale dell'atmosfera ("sussidenza"); si tratta spesso di regioni desertiche, in particolare la cintura di alta pressione ai tropici, così come le zone di sussidenza polare. Gli anticicloni detti "termici" si formano in inverno al di sopra di vaste estese di territorio situate a delle latitudini elevate, come la Russia e il Canada. Le pressioni molto alte misurate in questo tipo di anticicloni sono dovute essenzialmente al peso dell'aria gelida di cui sono composti; sono essi che sono all'origine dei record di pressione, in particolare quello di 1084 hPa registrato il 31 dicembre 1968 in Siberia.

Le masse d'aria così formate nel cuore degli anticicloni vengono prima o poi messe in movimento nelle zone più dinamiche che confinano con le zone di alta pressione, e si confrontano in seguito con le ondulazioni di una zona frontale, di cui la principale causa è il fronte polare situato alle medie latitudini; questa è la cosiddetta zona "temperata", proprio perché è soggetta a frequenti cambiamenti di masse d'aria. L'immagine qui sotto dell'emisfero settentrionale dà una buona panoramica delle masse d'aria attualmente in gioco.

Per semplificare diremo che le masse d'aria possono essere divise secondo due criteri: temperatura e umidità, il che dà quattro tipi possibili di masse d'aria:

Nei dettagli, a volte si sottilizza sulla temperatura, fra aria "molto fredda" e una massa d'aria descritta come "artica" piuttosto che "polare", ma questi sono dettagli.
Questi quattro tipi di massa d'aria sono sufficienti per definire il tipo di tempo in Svizzera. Se consideriamo solo le situazioni invernali e dinamiche, vale a dire il periodo durante il quale i cambiamenti di massa d'aria sono frequenti, ecco cosa otteniamo:

• Aria polare marittima (situazione da nord-ovest): si tratta di un tipo di tempo da fresco a freddo, molto nuvoloso e ventoso, relativamente umido con un limite di nevicate a bassa quota e precipitazioni - spesso sotto forma di rovesci intervallati da schiarite in pianura - che riguardano soprattutto il versante nord delle Alpi, essendo il sud riparato e soggetto al favonio da nord. Questa situazione è molto frequente.
• Ariapolarecontinentale (situazione da nord-est): la bise porta aria molto fredda e secca dall'Europa centrale o anche dalle pianure russe verso la Svizzera. Il tempo è secco e soleggiato oppure presenta della nuvolosità stratiforme a nord delle Alpi. Le ondate di freddo si verificano solo in questo tipo di tempo, con temperature massime che possono rimanere negative per diversi giorni. Questa situazione non è molto frequente, ma può essere molto duratura una volta che si è instaurata.
• Aria tropicale marittima (situazione ovest o sud-ovest): in inverno, questo tipo di tempo è generalmente abbastanza sgradito, poiché produce precipitazioni solitamente abbastanza intense, ma è in grado di innalzare il limite delle nevicate sopra i 1500 m o addirittura i 2000 m. Il più delle volte si verifica in situazioni da ovest o sud-ovest. Il vento può essere molto forte in montagna, a volte anche in pianura al passaggio di una perturbazione. Pure questa situazione è molto frequente.
• Aria tropicale continentale: poiché la penisola europea è circondata dall'acqua (Mare del Nord, Manica, Atlantico e Mediterraneo), questo tipo di massa d'aria difficilmente si presenta nelle nostre regioni. Tuttavia, le situazioni di foehn possono dare un'idea di questo tipo di massa d'aria nelle valli soggette a questo vento, con temperature elevate e livelli di umidità generalmente inferiori al 40%.

Gli attuali modelli di previsione sono in grado di determinare l'origine di una data massa d'aria in funzione dell'altitudine e per un determinato periodo. Come esempio, l'immagine qui sotto ci mostra da dove verrà la massa d'aria che raggiungerà la Svizzera (Ginevra in questo caso) lunedì 31 gennaio a mezzanotte. In questo caso, la traiettoria in nero ci mostra che l'aria che ritroveremo a 540 hPa (circa 5000 m) si trovava a 850 hPa (1500 m) in Messico mercoledì 26 gennaio alle 00 UTC; l'aria che sarà a 700 hPa (3000 m) ha lasciato la Groenlandia a 400 hPa (6000 m), e così via per i livelli inferiori.

Come possiamo vedere, non mancano gli strumenti per capire il concetto di masse d'aria e per migliorare il più possibile le previsioni... con i risultati che conosciamo.

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